ファイルを開く - MIUSE

Master's Thesis / 修士論文
小型プリンタ動作音の印象評価に関する研
究
須賀, 悠次
三重大学, 2014.
三重大学大学院 工学研究科 博士前期課程 物理工学専攻
http://hdl.handle.net/10076/14117
修士論文
小型プリンタ動作音の
印象評価に関する研究
平成 25 年度
三重大学大学院 工学研究科
博士前期課程 物理工学専攻
須賀 悠次
2
目次
第 1 章 序論
5
1.1
研究背景 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
1.2
本研究の目的 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1.3
本論文の構成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
第 2 章 印象評価のための物理的評価指標
8
2.1
物理的評価指標の歴史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.2
各種物理的評価指標の説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.2.1
等価騒音レベル LAeq [dB][10] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.2.2
時間率騒音レベル LAN [dB][11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.2.3
ラウドネス N [sone][11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
2.2.4
ダイナミックラウドネス ND [sone][13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
2.2.5
ラウドネスレベル LN [phon][11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
2.2.6
シャープネス S[acum][11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
2.2.7
変動強度 F [vacil][11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
2.2.8
Comfort Index CI[9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
2.3
物理的評価指標の算出方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
2.4
まとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
第 3 章 印象評価実験システム
3.1
3.2
一対比較法
17
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
3.1.1
結果の表示について . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
3.1.2
実験方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
SD 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3
実験方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
聴覚刺激（試験音）の準備 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
3.3.1
ドライソース音の収録 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
3.3.2
室内インパルス応答の測定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
3.3.3
バイノーラル試験音の作成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
まとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
3.2.1
3.3
3.4
第 4 章 一対比較法による印象評価実験
24
4.1
試験音 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
4.2
実験結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
4.3
物理的評価指標との関係 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
4.4
まとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
第 5 章 SD 法による印象評価実験
5.1
5.2
5.3
5.4
28
評価実験 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
5.1.1
試験音（実験 1） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
5.1.2
実験結果 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
評価実験 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
5.2.1
試験音（実験 2） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
5.2.2
実験結果 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
評価実験 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
5.3.1
試験音（実験 3） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
5.3.2
実験結果 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
まとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
第 6 章 異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
38
6.1
尺度値と迫力因子および金属性因子との関係 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
6.2
新たな印象評価値の検討および因子得点との関係 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
6.3
各因子得点と印象評価値 Y との関係
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
40
6.4
重回帰分析による印象予測値 ye1 ,ye2 と印象評価値 Y との関係 . . . . . . . . . . . .
41
4
6.5
印象予測値 ye2 と尺度値との関係 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
6.6
まとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
第 7 章 時間率値を用いた物理的評価指標の検討
46
7.1
時間率について . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
7.2
時間率値の算出方法
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
7.3
時間率を考慮した物理的評価指標と印象評価値 Y との対応関係 . . . . . . . . . . .
47
7.4
時間率を考慮した物理的評価指標を用いた重回帰分析 . . . . . . . . . . . . . . . .
47
7.5
印象予測値 ye3 と尺度値との関係 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
49
7.6
まとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
50
第 8 章 結び
52
5
第 1 章 序論
1.1
研究背景
これまで利便性や機能面が優先され、あまり問題視されていなかったエアコンや冷蔵庫などの
家電製品が出す動作音が、最近では室内騒音としてユーザーに意識されるようになり問題となっ
ている。また同様にオフィスなどでは OA 機器に分類される比較的動作音の大きなプリンタの動
作音が騒音として認識されるようになり、各メーカーは静音化・快音化のための様々な対策を講
じている。
静音化とは製品の出す音の音響パワーレベルを下げることであり、これまでの対策の主流であっ
た。これに対し、快音化とは「その音に対して人が受ける印象を良くすること」である。このよ
うな考え方は静音化対策が技術的に一段落した昨今、機器のコストパフォーマンスや付加価値を
高めるという観点から一般ユーザーにも広く受け入れられるようになった考え方である。
当研究室における先行研究では同一の印刷方式（レーザー方式）のプリンタ（MFP）動作音に
ついて、その印象を物理的評価指標から定量的に説明できるモデルを構築し、印象評価実験（試
聴実験）を行わずにプリンタ動作音がユーザーにどんな印象を与えるのかを予測しようと試みて
きた [1][2][3]。それらの研究ではプリンタ動作音の印象を調べるために純粋に動作音のみに着目し
た印象評価実験に加え、高松、桜川ら [4][5] により背景音の存在する現実に近い条件下における印
象評価実験も実施されている。その結果、マスキング効果を考慮したダイナミックラウドネスレ
ベルなどが心理評価結果と強く結びつき、マスキングを考慮した印象評価指標の重要性が確認さ
れた。
また、類似研究として高田ら [6] は変動騒音に対する評価指標である時間率騒音レベルがプリン
タ動作音の印象と良い対応を示すことを確認しており、山口 [7] は動作音のリズム感に着目した音
質評価と快音化技術の開発も行っている。これらの研究事例はいずれもレーザー方式のプリンタ
に関する研究であり、この分野で動作音の快音化対策が重要視されていることを示している。
一方で、プリンタには用途に応じて機器のサイズや印刷方式などが複数存在する。先行研究や
第1章
序論
6
類似研究はオフィスなどで最もよく使用される中型機かつレーザー方式の機種を対象としている
が、近年ではプリンタの印刷技術が向上したことで、これまで印刷スピードが遅く、給紙容量が少
なくオフィス用としては使い難いとされていたインクジェット方式のプリンタも、レーザー方式と
大差がなくなりつつある [8]。このため、インクジェットプリンタがレーザープリンタと同じビジ
ネス用の市場で扱われるようになり、レーザー方式からインクジェット方式に置き換えることでビ
ジネスコストを削減しようとする考えも生まれてきた。また、パーソナルユースの小型プリンタ
に関してもレーザープリンタの小型化や省電力化などによって異なる印刷方式が市場で競合する
ようになった。こうした流れの中でこれまで同時に比較や評価がなされなかったレーザー方式と
インクジェット方式が騒音や音質の面でも比較されるようになることは明白である。しかし、これ
まで異なる印刷方式のプリンタ動作音について同時に印象の評価をしている研究事例は無く、本
研究独自の着眼点である。
1.2
本研究の目的
本研究グループではこれまで中型機かつレーザー方式のプリンタ動作音に対してのみ研究を進
めてきたが、背景で述べたようなこともあり、異なる印刷方式が性能及びコスト面で競合する小型
プリンタの分野で従来の物理的評価指標 CI[9] が利用可能であるかを確認するとともに、より適切
な音質に関する物理的評価指標を構築することを目的とする。具体的にはレーザー、インクジェッ
ト両印刷方式の動作音を対象に相互比較が可能な物理的評価指標を見出すことを目的とした。
1.3
本論文の構成
以下に本論文の構成を示す。
第 2 章では、本論文で「物理的評価指標」と呼んでいる指標について説明する。
第 3 章では、本研究で用いた印象評価実験の実験方法、手順について説明する。
第 4 章では、一対比較法のよる実験内容と結果について述べる。
第 5 章では、SD 法による実験内容と結果について述べる。
第 6 章では、一対比較法と SD 法の実験結果から異なる印刷方式に対する新たな物理的評価指
標を提案する。
第 7 章では、時間率値を考慮した物理的評価指標の可能性について検討する。
第1章
序論
第 8 章では、本研究を総括し今後の課題について述べる。
7
8
第 2 章 印象評価のための物理的評価指標
本章では論文中で「物理的評価指標」と総称している音に関する各種評価指標についてその概要
や定義を必要な範囲で説明する。なお、ここで取り上げる指標は等価騒音レベル（LAeq ）、時間率騒
音レベル（LAN ）、ラウドネス（Loudness:N ）、ダイナミックラウドネス（Dynamic Loudness:ND ）、
ラウドネスレベル（Loudness Level:LN ）、シャープネス（Sharpness:S ）、ダイナミックシャープ
ネス（Dynamic Sharpness:SD ）、変動強度（Fluctuation Strength:F ）、Comfort Index（CI：CI ）
である。また、これらの物理的評価指標の算出に使用したソフトウェアについても概説する。
2.1
物理的評価指標の歴史
音には「美的因子」「金属性因子」「迫力因子」の 3 要素からなる音の質があると言われている
[10]。これは騒音レベルなどといったいわゆる「音の大きさ」も含めて「音の質」を多面的に評価
するものであり、現在、これらの評価・定量化を目的に上記 3 要素に限らず様々な物理的評価指標
が多くの研究者により考案され、一部は JIS や ISO 等の規格に採用あるいは今後の採用が検討さ
れている。
音の物理的評価指標として一般によく認知されているものとして本論文で紹介する等価騒音レベ
ルやラウドネス（音の大きさ）、シャープネス（甲高さ）、変動強度（変動感）がある。この他にも、
ラフネス（荒さ感）、トーナリティ（純音感）や AI（語音明瞭度）、不偏アノイアンス等々が知られ
ており、Comfort Index（CI ：不快感）のように研究者が独自に提唱する指標もある [9][11][12]。
2.2
2.2.1
各種物理的評価指標の説明
等価騒音レベル LAeq [dB][10]
等価騒音レベル LAeq は物理量であるが、音圧レベルを人間の耳の感度（周波数特性）に留意し
て補正することによって「音の大きさ」を定量化しようというものである。人間の耳は 2k∼4kHz
付近が最も感度がよく、低音と高音で感度が鈍くなる特性を持つことが分かっており、これを近似
第2章
印象評価のための物理的評価指標
9
する補正特性（A 特性という）をもつフィルタを通して音圧を求めたものが A 特性音圧 pA (t) で
ある。そして、これをレベル表示したものが、いわゆる騒音レベル（A 特性音圧レベル）である。
LAeq の英語による正式名称は eqivalent continuous A-weighted sound pressure level (A 特性実
効音圧レベル：騒音計で測った音圧の実効値のレベル) であり、その値は A 特性音圧 pA (t) から
LAeq,T = 10 log10
1
T
∫
T
0
p2A (t)dt/p0 2 [dB]
(2.1)
で算出できる。ここで
T ：観測時間
pA (t)：A 特性音圧 [Pa]
p0 = 20[µPa]
である。この式からわかるように LAeq は観測時間内の 2 乗平均音圧をレベル表示したものであり、
いわゆる実効値レベルである。簡単にいえば、LAeq はある時間帯 T を代表する平均的な騒音レベ
ルと考えてよい。
LAeq は評価量として合理的で分かりやすい、測定及び予測が容易であるなど多くの利点を有し
ているため、国内外において様々な騒音の評価量として採用されている。しかし、個々の騒音の
評価では必ずしも LAeq が最適というわけではない。聴力への影響、会話 (聴取) 妨害、睡眠妨害、
作業妨害、心理的、情緒的影響 (うるささ、騒がしさ) など様々な音の評価の目的があり、LAeq の
みで全てに対応することは困難とされている。
2.2.2
時間率騒音レベル LAN [dB][11]
LAeq はある時間帯を代表する平均的なレベルであるが、それだけで騒音が評価できるわけでは
ない。時々刻々と変化する騒音の場合、その変動の幅にも興味が持たれる。例えば、不規則かつ
変動する騒音の評価量として騒音規制法で用いられている時間率騒音レベルがある。時間率騒音
レベル LAN [dB] については JIS Z 8731 に用語定義があり、次のとおりである。
時間率騒音レベル LAN は時間重み特性 F によって測定した騒音レベルが、対象とする時間 T
の N パーセントの時間にわたってあるレベル値を超えている場合、そのレベルを N パーセント時
間率騒音レベルという。単位は LAeq と同様のデシベル [dB] を用いる。
本論文で関係する事項として 5%時間率騒音レベル LA5 が高田らによってプリンタ動作音の印
象と良い対応を示すことが確認されている [6]。LA5 はそのレベルを超える騒音が観測される時間
第2章
印象評価のための物理的評価指標
10
が全体の 5%ということを意味しており、その 5%分が偶発的な音によるものと考えれば実質上の
変動騒音の上限値的な意味合いを持つ評価量である。このような観点から LA5 は環境騒音や工場
騒音の規制値として用いられている。
2.2.3
ラウドネス N [sone][11]
ラウドネスとは、本来、音の大きさに関する感覚量（心理尺度）のことであるが、ここで述べ
るラウドネスとは、その量を音の物理評価量（スペクトル情報など）からヒトの聴覚特性を考慮
した計算モデルによって近似的に求めるものである。（研究者の名前を付けて、Zwicker ラウドネ
スと呼ぶ場合もある。）これは定常音に関しては既に ISO 532B で規格化されている。
一般にヒトの音の大きさの感じ方に影響するものとしては
• 耳の周波数特性
• スペクトルマスキング (周波数軸上で起こる現象)
• テンポラルマスキング (時間軸上で起こる現象)
といった現象が知られている。このうち 1 番目の耳の周波数特性については既に述べたように LAeq
の算出過程でも一定の補正（A 特性）がかけられて考慮されているものである。2 番目以降はいわ
ゆるマスキングと呼ばれる現象で、ある音が聞こえているときにもう一つの別の音を聞かせると、
前者の音（マスキーという）が後者の音（マスカーという）によってかき消され (マスクされ) 聞
こえなくなってしまう現象のことである。前者と後者の音が同時に鳴っており、それぞれのスペク
トル構造が異なっているような場合に発生するマスキングをスペクトルマスキング（あるいは同
時マスキング）という。また、前者と後者の音が同時に鳴るのではなく、短い時間間隔で離れた
位置関係にある場合をテンポラルマスキング（あるいは継時マスキング）という。このような現
象が影響して、人間が感じる音の大きさは前述の LAeq だけでは説明できないとされている。従っ
て、より正確に音の大きさを評価するためには、マスキングを考慮したラウドネスの算出が必要
である。
ISO532B によるラウドネスの計算方法の概要は、以下の通りである。（ISO532B ではテンポラ
ルマスキングは考慮されていないことに注意されたい。）
1. 対象音をフーリエ変換し、音響パワースペクトルを得る。
第2章
印象評価のための物理的評価指標
11
2. 得られたパワースペクトルを臨界帯域に分離し、帯域ごとのエネルギーを計算する。
3. スペクトルマスキングの効果を計算する。
4. ラウドネス密度 N ′ (z)[sone/Bark]（横軸：臨界帯域 z[Bark]、縦軸：ラウドネス密度）を計
算する。
5. ラウドネス密度を全帯域 0∼24Bark について積分し、ラウドネス N を得る。
ここで、臨界帯域数（Bark）とは可聴周波数帯域において臨界帯域幅に相当する周波数帯域が等
間隔になるような周波数尺度のことである。周波数軸から Bark 軸への変換式を以下に示す（f [Hz]
は通常周波数軸における周波数）。
(
z = 13 arctan
0.76f
f
+ 3.5 arctan
1000
7500
)2
[Bark]
(2.2)
ラウドネスはこの臨界帯域数の軸に沿ってラウドネス密度 N ′ (z) を以下のように積分すること
で求められる。
∫
N=
24
N ′ (z)dz [sone]
(2.3)
0
2.2.4
ダイナミックラウドネス ND [sone][13]
ダイナミックラウドネスは Chalupper と Fastl のダイナミックラウドネスモデルに基づいた後
述するソフトウェア PSYSOUND3 に算出アルゴリズムが実装されている物理的評価指標である。
本論文では ND と表記する。ラウドネスとの違いとして、短時間ごとにラウドネス密度を計算し、
テンポラルマスキングを考慮している点が挙げられる。PSYSOUND3 では各時間（2ms 毎）で計
′ (z, t) とし、詳細は割愛するがこれを基に各時
算したダイナミックラウドネス密度を時間関数 ND
刻で求められるラウドネス ND (t) の時間平均を最終的に評価値として出力する。テンポラルマス
キングを考慮しているため非定常音に対する評価にも有効であるとされている。
2.2.5
ラウドネスレベル LN [phon][11]
ラウドネスをレベル表示したもの。1kHz の純音を基準に人が聞いたときに大きさの等しい音圧
レベルをラウドネスレベルと呼ぶ。単位は [phon] である。たとえば、音圧レベル 70dB の 1kHz の
第2章
印象評価のための物理的評価指標
12
純音と大きさの等しい音は周波数に関わらず 70phon と表現される。また、ラウドネス N との関
係は以下の式で定義される。
LN = 10 log2 N + 40
(2.4)
本論文では、前述のラウドネス N [sone] やダイナミックラウドネス ND [sone] を dB との対応関係
が読み取りやすいことから、必要に応じ上式でレベル値 [phon] に変換している。ちなみに ND に
対して求めたレベルは本論文では LND と表記する。
2.2.6
シャープネス S[acum][11]
音の鋭さ、甲高さを評価量するシャープネスは高い音と低い音のバランスによって決まり、ラ
ウドネスのデータを基に以下の考え方により算出される。
1. ラウドネスと同様に、ラウドネス密度 N ′ (z) を求める。
2. N ′ (z) の面積の重心を求める。（この際、重み係数 g ′ (z) を付す）
3. 周波数軸上で高音側にいくほどシャープネスは高く評価される。
具体的にシャープネスは以下の式で求められる。
∫ 24
S = 0.11
{
′
g (z) =
0
N ′ (z)g ′ (z)zdz
[acum]
′
0 N (z)dz
∫ 24
1
(z < 14)
4
3
2
0.00012z − 0.0056z + 0.1z − 0.81z + 3.51 (otherwise)
(2.5)
(2.6)
ここで、
N ′ ：ラウドネス密度 [sone/Bark]
g ′ (z)：重み係数
z ：臨界帯域数
である。シャープネスの基準となる音は 1kHz を中心とした狭帯域雑音で、帯域幅が 1Bark の音
圧レベル 60dB であり、この時、シャープネスは 1acum となる。図 2.1 にラウドネスの重み係数
g ′ (z) を示す。このように臨界帯域が高くなるごとに重みが増すことで、高い周波数の音ほどシャー
プネスが高く算出されるようになっている。
印象評価のための物理的評価指標
13
g’(z)
第2章
critical-band rate z [Bark]
図 2.1: 重み係数 [11]
2.2.7
変動強度 F [vacil][11]
人間は、音の大きさが変動する（大きい小さいを繰り返す）場合と、周波数が変動する（高い低
いを 繰り返す）場合に変動感を感じる。この変動の周期が非常にゆっくりの場合には変動感（ふ
らつき感）をあまり感じず、変動の周期が、ある程度速くなると変動感を強く感じる。一番変動
感を強く感じるのは、1 秒間に 4 回の速さで変動をする場合（変調周波数が 4Hz）と言われてい
る。さらに変動の周期が速くなると、変動感は次第に小さくなっていく。
変動強度の計算では、ラウドネスの時間履歴にどれだけ変動成分が含まれているかを調べるこ
とで計算を行っている。ラウドネスが変調周波数 4Hz に近い場合に、変動強度が大きくなる。具
体的には、以下の式で定義される [14]。
∫ 24
F =
0
(
log10
fmod
4
+
′
Nmax
′
Nmin
4
fmod
)
[vacil]
ただし、
fmod ：変調周波数 [Hz]
N ′ ：ラウドネス密度 [sone/Bark]
′
:ラウドネス密度の最大値
Nmax
′ :ラウドネス密度の最小値
Nmin
である。
(2.7)
第2章
印象評価のための物理的評価指標
14
変動強度の基準となる音は、1kHz の純音を変調周波数 4Hz で 100 ％ AM 変調し、音圧レベル
を 60dB とした音であり、この時の変動強度を 1vacil としている。
純音以外の複合音に対する詳細な計算手順については、本研究では後述するソフトウェア PSYSOUND3
に委ねているため割愛する。
2.2.8
Comfort Index CI[9]
桑野らによって提唱されている指標 CI(Comfort Index) は交通騒音が様々な材質の壁や窓を通
過して室内に透過した音に対する不快感と良い対応を示すことで知られている。その値は前出の
等価騒音レベル LAeq とシャープネス S から
CI = (1/10)LAeq + S
(2.8)
で算出される。
2.3
物理的評価指標の算出方法
本研究ではディジタル録音された各試験音に対して上述の物理的評価指標を、解析ソフトウェア
“PSYSOUND3”[15] を使用して算出した。PSYSOUND3 では等価騒音レベル、ラウドネス、ダイ
ナミックラウドネス、シャープネス、ダイナミックシャープネス、変動強度、ラフネスが算出可
能であり、これらの値と印象評価実験で得られる総合尺度値との対応関係を本研究では調査して
いる。
なお、PSYSOUND3 ではラウドネスレベル、Comfort Index および時間率を直接計算すること
はできないので、今回は定義に従い PSYSOUND3 の算出値を用いてそれぞれ計算した。
このソフトウェアは、PSYSOUND3 のホームページ上（http://psysound.wikidot.com/）から
ダウンロードできるシドニー大学の Densil Cabrera らのグループを中心に開発されているフリー
ソフトであり、MATLAB 上で ToolBox を導入することで動作する。
実行画面例は図 2.2 に示す通りであり、評価したい試験音と校正信号のディジタルデータ（wav
ファイル）と、その測定時の校正信号のレベルを指定することで、様々な物理的評価指標を算出
することができる。なお、各物理的評価指標の算出アルゴリズムの詳細を知るにはホームページ
や公開されているソースコードに記載されている参考文献に依るか、ソースコードそのものを解
第2章
印象評価のための物理的評価指標
15
読する必要がある。本研究では、物理的評価指標を算出したソフトウェアを明示することで結果
の再現性を保証するだけに留めており、内部のアルゴリズムそのものについては言及しない。
具体的な物理的評価指標の算出手順は以下の通りである。
1. 分析対象の wav ファイルを選択
2. 校正信号の wav ファイルを選択、校正レベルを入力
3. 使用したいモジュール（アナライザ）を選択、実行
4. 分析結果の表示
特に言及がない限り、各評価量はその時間平均値を代表値として用いる。
また、分析結果は数値で表示されるだけでなく、グラフ描画や短時間ごとに csv 形式でのエクス
ポートも可能である。
次に、時間率の算出手順を以下に示す。
1. PSYSOUND3 から短時間データを書き出す
2. 書き出したデータから累積度数を求める
3. 求めたい時間率のデータを読み取る
本研究では時間率騒音レベルに限らず、PSYSOUND3 から書き出される時間と共に変動する短時
間データに対しては全て時間率の算出を行った。
2.4
まとめ
本章では、本研究で物理的評価指標と呼んでいる評価量の定義について必要な範囲でその概要
を説明した。また、これら物理的評価指標の導出に利用したソフトウェアを紹介した。
第2章
印象評価のための物理的評価指標
16
巴司国￨
F;陪An.ot，s..
へ)~1
……<F
両 相I
tn
o
d
田(C
I
融制
.償
問
、
p
-D
o
u
.. 刷 to.噌 省 曲
1
3
_
， 削 叩E
0
0
1
m
1
f
.
)
・Oct
酬 』 叫 魯 障 制m
一図。昨thrdOct酬 』 叫 毎 帥 咽 酬
a
I;'-"'0日 同 001
^
1
&
川 町I
V
即 印 刷 I
S
o
n
，f
;
c
.t l
石 京司 可 否 戸I
両両副
蜘
S同 胞 白 隠
日品開制曲，teC
t
i
n何 回e，S時
制 加 加m
L
Speci
h
:l
暗 闇 働 問
l
o
o
油 田S 捕 &Bp
o
両刷出
E
訓 a
t
I
O
nPa
陶 n
14
P
.
<
<
酬
12
占
I
h
fコ
←i
!
.内市都
抑
トー
1
，
A
暗 唱eS
pec
l
f
c凶
血語
せ
o
t胸t)peo
fp
l
o
tr
eqJl'
eddI首dh
r
t白割、
・
…一………一…』
J
:
I
n
e
~ Excitðti抽 Pðttern
ー
ヱι 」
凶i
α油 槍 自
←也sharp-間同
一色品"""暗.z
~~ 骨院向凶崎博首 Pattem
一
一
ー一」
J
一
二
~島問同IDis相暗唱剖回
也 』 帥4
1
0
i
s
聞
官 問 。
i
- …
制
。
とさ百帽alW.
曲
凶 T闘 10
と
さ T闘 10
即
…
時 @
~ r'"、 Voume
自-D忌耐問([)&同
i
首…
L
」
毎問。f
i
cl
b
.
I
C
t
n
e
:
昌
也
s
o
.
.
.
dI
e
Y
e
I帽
t
..
..細 別1
1
3
_
'
"
畑 町F
a
淑園、1
3
_
副
，知宿泊
..2
C
眠
剛 13由臥智""，H
。
o
6
1
日
1
6
2
0
白同隠a
lB
a
n
dR
at
e<BarkJ
I
n
s
t
r
u
c
t
i
o
n
s
OO O f 陶 陶 t
r
開閉申....凶 0
1
叫明白畑曲)eC
t
$t
o碑 肱tt
h
em
.E儀式hO
d
t
a街、a肺 e
rt
d
bw
i
ll
hdve
di
f
f
e
町e
n
tcoml'Mf由割引凶~島問凶同開曲曲 dat・曲...，ts 問， c
h
o
o
s
.
5
t
叩 1
叩 2
5
t
図 2.2: PSYSOUND3 実行画面例
17
第 3 章 印象評価実験システム
本研究を遂行するにあたり、動作音の印象を評価するための印象評価実験が必要となる。本章
ではそのための実験システムと実験結果を分析する手法について説明する。
3.1
一対比較法
一対比較法 [16] は、各刺激を一対ずつ比較し、順位付けを行う手法である。自分が設定した尺
度について、どちらの刺激がどの程度合致しているかを知るために使用する。
実験では、設定した基準について比較するポイントが異なる数種の刺激を用意し、それを 2 つ
ずつ取り上げ、先の刺激に対して後の刺激がどれだけ適しているかを回答させる。そこから得ら
れたデータを集計し、分析した結果、尺度に対する各刺激の順位が算出される。一対比較法には
Scheffe の一対比較法、Bradley の一対比較法、Thurstone の一対比較法などがある [16]。本研究で
は刺激としてプリンタ動作音を用いるため、試験音が相互に類似したものである。そこで先行研
究より印象評価には算出された順位について差の検定 [17] を行うことの出来る Scheffe の一対比較
法を採用し、刺激間の有意差の有無も確認している。
3.1.1
結果の表示について
図 3.1 に一対比較による印象評価実験結果の表示例を示す。一対比較法の実験結果は 1 つの尺度
軸（ヤードスティック）上に実験で使用した刺激（図 3.1 の場合 A∼E）をプロットすることで表
される。評価については本研究では 0 を “どちらでもない” とする 7 段階（−3∼+3）で判断を求
めた。例えば評価項目を「基準音に比べて評価音がどれだけプリンタ動作音として気にならない
と思うか」（あるいは気になると思うか）とすると、尺度軸は図 3.1 に示すように「プリンタ動作
音として気になる⇔気にならない」となる。試験音は尺度軸の右側にある（尺度値が大きい）ほ
ど「プリンタ動作音は気にならない」と解釈できる。ただし尺度値はそれらの和が 0 になるよう
に相対的に決定されており、値そのものに絶対的な意味はない。
第3章
印象評価実験システム
18
なお、試験音間の順位の信憑性を明らかにするためテューキーの HSD 検定による差の検定を行
い、有意水準 5% のものには ∗、1% のものには ∗∗ を付している（図 3.1 の場合、A-B 間に 5%、
D-E 間に 1%で有意差があると読み取れる）。
-1.5
A ‘
*ーベ砂 B
一
一
C
D‘
E
**
一
一
ー
ベ
砂
-1
0
0.5
Ẽ࡟࡞ࡿ
-0.5
yardstick value
1
1.5
Ẽ䛻䛺䜙䛺䛔
図 3.1: 一対比較実験の結果表示例
3.1.2
実験方法
実験は簡易防音室内で行い、被験者はバイノーラル再生される試験音を密閉型ヘッドホンで聞
きながら実験を進める方式とした。図 3.2 にその実験風景を示す。被験者毎に同じ条件で実験が可
能なので、図 3.3 に示すような実験用のソフトウェアを作成し実験の自動化を図り、被験者がパソ
コン画面の指示に従い実験を進める形式とした。実験に使用した機材を図 3.4（写真：図 3.5）に
示す。写真左からヘッドホンアンプ（AUDIO TRAK Dr.DAC2）
・PC（ソフトウェア）
・ヘッドホ
ン（audio-technica ATH-SX1a）である。
以下に具体的な実験手順を示す。
仁
」
二︹
1. 画面上で名前を入力し、 開始 をクリックする。
2. 基準音 をクリックして基準音を再生させる。
3. 評価音 をクリックして評価音を再生させる。
4. 0 を含む −3∼3 の 7 段階で設定した尺度にチェックを入れる。
5. 2∼4 を指定の回数繰り返す。
基準音や評価音の再生時間や回数はプログラムで制御されているが、ボタンをクリックするタ
イミングは被験者にすべて任せられている。なお、本論文で紹介する実験はすべて再生回数 2 回ず
つ（2 回試聴しなければ先に進めないようなプログラム）とした。また、順序効果をなくすため、
基準音と評価音の入れ替えも含め全通りの提示を行っている。（n 個の試験音では（5）の指定の
回数は n P2 となる。）
第3章
印象評価実験システム
19
図 3.2: 実験風景
図 3.3: 実験用ソフトウェア
3.2
SD 法
SD 法（Semantic Differential Method:意味微分法）[16] は、各刺激に対して人が抱く印象やイ
メージを明らかにするために用いる手法で、1957 年に C.Osgood らによって提案された統計的方
法である。これは、人が相反する形容詞対について刺激を評価することにより、人がその刺激に
対して「どのように感じるか」といった情緒的な印象を明らかにすることができる。
調査対象は、製品など具体的なものにのみならず、言語・音・光・熱・味・匂いといった刺激や
生物など、非常に広範囲にわたる。市場調査や官能検査などへも応用可能である。
第3章
印象評価実験システム
20
Di桝自由せph
棚
Amp
l
沼田
図 3.4: 再生装置の構成
図 3.5: 実験セット
データ解析には因子分析を用いる。因子分析により、被験者が評価した印象に対して、何を基
準にそのような印象評価がなされたのか、という潜在的な判断要因（＝因子）を抽出することが
できるからである。また、各被験者がそれぞれの因子をどの程度強く持っていたかを点数化する
（＝因子得点を推定する）こともできる。また、因子得点をデータベースとして、クラスタ分析や
回帰分析などを実験の目的に応じて随時行っていくことも可能である。
3.2.1
実験方法
試験は一対比較法と同様に簡易防音室内で行い、被験者は試験音を密閉型ヘッドホンで聴取す
る。図 3.6 に示すような実行画面の試験用ソフトウェアを作成し試験の自動化を行った。
以下に具体的な試験手順を示す。
1. 試験の流れについて説明を行う。
仁J
2. 画面上で名前を入力し、 提示 をクリックする。使用する各試験音をランダムに被験者に聞
かせ、被験者に各試験音についての印象を先に与える。
仁J
3. 開始 をクリックして試験音を再生させる。
4. 試験音を聴き、各形容詞対について 1∼5 の 5 段階で設定した尺度にチェックを入れ、印象
仁二コ
次へ
5. 30 秒間休憩をとり、仁
Jをクリックする。
を評価してもらい、 回答送信 をクリックする。
6. 4,5 を指定の回数繰り返す。
第3章
印象評価実験システム
21
実験後、得られた結果をもとに因子分析 [16] を行う。与えられた形容詞対を基に因子が抽出さ
れ、各試験音がその因子をどれだけ含むかを示す因子得点が与えられる。この因子得点を基に散
布図を作成し、構成要素が印象評価に与える影響を調査する。なお、統計処理には SPSS[18] を用
いた。
図 3.6: ＳＤ法実験用ソフトウェア
3.3
3.3.1
聴覚刺激（試験音）の準備
ドライソース音の収録
ドライソース音の収録は無響室内で行った。5ch（1ch：front/2ch：right/3ch：back/4ch：left/5ch：
top の 5 方向から録音）のドライソース音源（サンプリング周波数：44.1kHz）を録音した。なお、
プリンタの筐体面とマイクロホンとの距離は 50cm に設定した。
3.3.2
室内インパルス応答の測定
オフィスでプリンタが動作している状況を再現するため、オフィスを想定した大学の研究室（学
生居室、図 3.7）内でインパルス応答を測定した。図 3.8 に示すダミーヘッド（NEUMANN KU100）
を被験者が試験音を聞く位置に設置し、図 3.9 に示す 5ch のスピーカユニット（プリンタ本体を想
定した音源装置）の各 ch とダミーヘッドの左右の耳の間のインパルス応答（5×2=10 通り）を測
定した。このインパルス応答は図 3.10 に示すようにダミーヘッドとスピーカユニットを正面で約
第3章
印象評価実験システム
22
9m 離して設置し測定した。また、同図において矢印はダミーヘッドの向いている方向を示す。測
定にはインパルス信号の位相特性を変化させてエネルギーを時間軸上に拡散させた TSP 信号（サ
ンプリング周波数 44.1kHz, サンプル長 216 ）を用い、その応答を測定した後、位相特性を復元す
ることで拡散したエネルギーを元に戻してインパルス応答を得た。このような測定手法はインパ
ルス応答を測定する際に一般によく使われるものである。
図 3.7: インパルス応答測定場所
図 3.8: ダミーヘッド
図 3.9: スピーカユニット
印象評価実験システム
23
ᮘ
ࢫࣆ࣮࢝
ࣘࢽࢵࢺ
ࢲ࣑࣮࣊ࢵࢻ
⣙ [m]
第3章
⣙ >P@
❆
❆
⣙ 14[m]
図 3.10: インパルス応答測定位置
3.3.3
バイノーラル試験音の作成
測定したスピーカとダミーヘッド間のインパルス応答を、5ch（1ch：front/2ch：right/3ch：
back/4ch：left/5ch：top）の 5 方向から録音されたドライソース音として準備されているプリ
ンタ動作音にディジタル的に畳み込むことで、バイノーラル再生用の試験音を作成した。このよ
うに試験音を作成することで、評価実験の際に実機を持ち込む必要がなくなり、設計・試作段階
のプリンタであっても評価実験を行うことが可能となる。また、試験音の再生系（ヘッドホンア
ンプやヘッドホンなど）の特性をキャンセルするフィルタ処理も施した [19]。
3.4
まとめ
本章では、一対比較法と SD 法の説明および得られる結果の表示方法、実験方法を説明した。
さらに、印象評価実験を行うための聴覚刺激（バイノーラル試験音）の準備方法について説明を
行った。
24
第 4 章 一対比較法による印象評価実験
先行研究 [4][5] ではレーザー方式のプリンタ（MFP）動作音の印象を調査するために一対比較
法による印象評価実験を行った。その結果、物理的評価指標 CI が動作音の印象と良い対応を示す
ことを確認した。近年、印刷技術の向上により異なる市場をターゲットにしてきたレーザー方式
とインクジェット方式のプリンタが同じ市場に並び、比較されることが増えてきている。そこで本
章ではレーザー方式とインクジェット方式を混在させた条件で印象評価実験を行い、どのような印
象評価値が得られるのか、特に印刷方式によってどのような違いが現れるかを調査する。また、従
来の物理的評価指標を用いて異なる印刷方式を同時に評価すことができるかについても調査する。
4.1
試験音
3.3.2 で測定したインパルス応答をメーカーの異なるレーザー方式の 3 機種 a , b , c（A4 モノ
クロ印刷速度、a:22 枚/分 , b:28 枚/分 , c:32 枚/分）とインクジェット方式の 4 機種 d , e , f , g
（d:A4 写真画質印刷で 38 秒 , e:印刷速度記載なし , f:A4 カラー印刷 22 秒モノクロ印刷 12 秒 , g:
印刷速度記載なし） のドライソース音に畳み込み、7 つの試験音を作成した。なお、試験音の長
さは全て 10 秒である。参考のため図 4.1 に各試験音の平均スペクトルを示す。
被験者には一対比較法により「基準音に対して評価音がどれほどプリンタ動作音として “気にな
るか” あるいは “気にならないか”」の評価を求めた。なお、被験者は正常な聴力を有する大学生
20 名である。
4.2
実験結果
図 4.2 に実験結果（レーザー方式は○, インクジェット方式は△で表記）を示す。この図では 1
つの評価尺度軸上に各試験音が相対的にプロットされており、右（正方向）に位置するほど「気
にならない」と判断されたと解釈される。また、**は 1%以下の有意水準が得られたことを示して
いる。
第4章
一対比較法による印象評価実験
25
0
a
b
c
d
e
f
g
-10
relative level[dB]
-20
-30
-40
-50
-60
-70
100
1k
10k
frequency[Hz]
図 4.1: 試験音の平均スペクトル
今回の 7 機種についてはインクジェット方式よりレーザー方式のプリンタ動作音の方が気になら
ないと評価されたことが見て分かる。
g
-1.5
**
-1
Ẽ࡟࡞ࡿ
f e
-0.5
dc b
0
0.5
yardstick value
࣮ࣞࢨ࣮
࢖ࣥࢡࢪ࢙ࢵࢺ
a
**
1
1.5
Ẽ࡟࡞ࡽ࡞࠸
図 4.2: 実験結果（ヤードスティック）
4.3
物理的評価指標との関係
図 4.3 には類似研究および先行研究において MFP 動作音全体の印象と良い対応を示すことが明
らかになっている CI[9] や LA5 [6] およびその他の代表的な物理的評価指標と前節で得られた試験
音 7 機種の印象評価値（尺度値）との対応関係を示す。
散布図上でレーザー方式、インクジェット方式がそれぞれグループを形成しており、例えばイン
第4章
一対比較法による印象評価実験
26
クジェット方式（△印）のみに着目すると物理的評価指標は印象評価結果と良い対応関係を示して
いる。しかしレーザー方式（○印）を含めて見てみると、相対的に良い印象であるレーザープリ
ンタが物理的評価指標では良くない印象に位置しており、印象評価結果に対する従来の物理的評
価指標（CI や LA5 ）による印象予測が適切でないことが確認された。また、高田ら [6] の提唱す
る物理的評価指標 LA5 を用いても異なる印刷方式を相互比較することができておらず、これらの
指標ではとらえられない印刷方式による印象の違いが生じていることが予想される結果となった。
このことから異なる印刷方式を含むプリンタ動作音を相互評価するには新たな物理的評価指標を
見出す必要性があるものと考えられる。
4.4
まとめ
本章ではレーザー方式とインクジェット方式のプリンタ動作音について一対比較法による印象
評価実験を行った。この結果から主観評価結果ではレーザー方式の動作音がインクジェット方式よ
り、相対的に良い印象であることが確認された。しかし、従来の物理的評価指標 CI は同じ印刷方
式の印象評価にはある程度の有用性を示したが、異なる印刷方式を相互に比較することはできず、
印刷方式の違いが主観評価（尺度値）と客観評価（物理的評価指標）の関係に何らかの違いをも
たらしている可能性が示唆された。次章では印刷方式の違いがどのような印象に分類されるのか
を SD 法による印象評価実験から分析し、印刷方式の違いを考慮した新たな物理的評価指標を探
索する。
一対比較法による印象評価実験
r² = 0.04
1
0.5
d
A
0
-0.5
今
s
f
e
40
42
44
1
0.5
r² = 0.02
c
d
0
e
-0.5
Ag
-1
-1.5
38
1.5
a
c b
46
f
g
-1
-1.5
41.0 43.0 45.0 47.0 49.0
48
LAeq [dB]
-1
5.5
7.5
r² = 0.01
1
0.5
d
0
e
-0.5
1.35
g
1.4
S [acum]
1.5
a
c b
r² = 0.04
1
d
0
e
八
も
ム
yardstick value
c
f
N [sone]
0.5
a
-1
-1.5
1.3
9.5
b
八心
yardstick value
a
c b
f
g
-0.5
-1.5
3.5
1.5
ム
0
d e
]
ム
Aハ
0.5
LA5 [dB]
A
A
1
r² = 0.12
ム
yardstick value
1.5
a
b
AAA
ム
yardstick value
1.5
27
yardstick value
第4章
f
g
ム
-0.5
-1
-1.5
5.1
5.6
6.1
CI [S]
図 4.3: 一対比較法で得られた印象評価値と物理的評価指標との関係（○：レーザー , △：インク
ジェット）
28
第5章
SD 法による印象評価実験
前章で異なる印刷方式のプリンタ動作音に対して一対比較法による印象評価実験を行った結果、
印刷方式が異なると従来の物理的評価指標では相互の印象の違いをうまく説明できなかった。そ
こで本章では SD 法による印象評価実験を行い、印刷方式の違いがどのような因子に現れるのか
調査する。
5.1
評価実験 1
前章で印刷方式の違いが主観評価（尺度値）と客観評価（物理的評価指標）の間に差異を生ん
でいる可能性が示唆されたため、SD 法を用いて印象評価の判断要因（＝因子）を調査する。
5.1.1
試験音（実験 1）
試験音は一対比較法による印象評価実験と同様の 7 機種（a∼g）を用いた。被験者は正常な聴
力を有する大学生 20 名である。
5.1.2
実験結果 1
SD 法による評価結果を基に因子分析（主因子法、プロマックス回転）を行った。なお、統計処
理には SPSS を用いた。因子分析の結果、4 つの因子を抽出した。因子の解釈と形容詞群を表 5.1
に示す。因子には対応する形容詞から解釈して名前を付けた。また、図 5.1 には各因子得点の散
表 5.1: 抽出された因子と解釈
因子
1
2
3
4
形容詞
好き 快い 安定感のある 美しい 高級な
小さい 物足りない 静かな ぼんやりした おだやかな 気にならない
かたい 人工的な 金属性のある とげとげしい
重い 鈍い 暗い
解釈
美的
非迫力
金属性
明瞭
布図を示す。図より非迫力因子―金属性因子間に高い相関がみられ、インクジェット方式（△印）
第 5 章 SD 法による印象評価実験
29
は迫力感と金属性が共に高いこと、レーザー方式（○印）は迫力感と金属性が低いことが分かっ
た。次に因子と物理的評価指標との関係を図 5.2 に示す。図 5.2 より、迫力因子と音量感を表す指
標（LAeq やラウドネス N ）について着目すると、インクジェット方式は指標値ではレーザーより
低い数値であるにもかかわらず、因子上は迫力感を強く感じていることが分かる。この違いが主観
評価（尺度値）と客観評価（物理的評価指標）との間に違いが生まれた理由であると考えられる。
5.2
評価実験 2
前述の実験では迫力因子と金属性因子の間に相関がみられた。また、非迫力因子と音量感を表す
指標（LAeq やラウドネス N ）との間の解釈に矛盾が生じた。実験 2 では試験音を増やして実験 1
で得られた結果の確認を行うと共に、印刷方式の違いがどの因子に現れるのかを同じく調査した。
5.2.1
試験音（実験 2）
実験 1 で用いた試験音の音量を変化させた 7 種類を加えて合計 14 種類の試験音を用意した。具
体的にはレーザー機種を +5dB し、インクジェット機種を −5dB した。被験者は正常な聴力を有
する大学生 20 名である。
5.2.2
実験結果 2
実験 1 と同様に因子分析（主因子法、プロマックス回転）を行ったところ、4 つの因子が抽出さ
れた。因子の解釈と形容詞群を表 5.2 に示す。（美的因子と迫力因子の解釈が実験 1 で抽出された
ものと逆になっていることに注意）。
表 5.2: 抽出された因子と解釈
因子
1
2
3
4
形容詞
嫌い 不快な 汚い いらだたしい 気になる 不安定な 安っぽい
かたい とげとげしい 人工的な はっきりした 金属性のある
迫力のある 大きい やかましい
重い 暗い 鈍い
解釈
非美的
金属性
迫力
明瞭
いくつかの形容詞については別の因子に分類されるなどの違いが出たが大きく異なる結果には
ならなかった。また、図 5.3 には各因子得点の散布図を示す。図より、実験 1 と同様の迫力因子―
金属性因子間の相関がより顕著に現れた。
第 5 章 SD 法による印象評価実験
30
1.20
1.20
r² = 0.77
0.40
c a
b
0.00
-0.40
de
f
ム Ad
-0.80
Ag
-1.20
-0.80
-0.40
g
fd6 e
0.40
A
0.00
-0.40
0.00
0.40
-1.20
-0.80
0.80
-0.40
0.00
0.40
0.80
⨾ⓗᅉᏊ
1.20
r² = 0.15
b
0.40
c
e
f
a
A
ム
0.00
0.80
㔠ᒓᛶᅉᏊ
0.80
᫂░ᅉᏊ
c
-0.80
1.20
d
f
j
-0.40
g
-0.80
-0.40
0.40
r² = 0.94
g
A f
dd e
ム
0.00
0.00
0.40
b c
-1.20
-1.20 -0.80 -0.40 0.00
0.80
a
-0.40
-0.80
ム
-1.20
-0.80
⨾ⓗᅉᏊ
0.40
0.80
1.20
㠀㏕ຊᅉᏊ
1.20
1.20
b
0.80
0.40
c
f e
d d
d
0.00
-0.40
g
a
A
0.40
0.00
-0.40
r² = 0.68
b
0.80
᫂░ᅉᏊ
r² = 0.53
᫂░ᅉᏊ
a
b
⨾ⓗᅉᏊ
-0.80
r² = 0.59
ムd
0.80
㔠ᒓᛶᅉᏊ
㠀㏕ຊᅉᏊ
0.80
c
e f
d d
a
d
A
g
-0.80
ム
-1.20
-1.20 -0.80 -0.40 0.00
0.40
㠀㏕ຊᅉᏊ
0.80
1.20
-1.20
-1.20 -0.80 -0.40 0.00
ム
0.40
0.80
1.20
㔠ᒓᛶᅉᏊ
図 5.1: 実験結果 1（因子間相関 , ○：レーザー , △：インクジェット）
次に迫力因子と物理的評価指標との対応関係を図 5.4 に示す。迫力因子と音量感を表す指標（LAeq
やラウドネス N ）については、実験 1 と同様に物理的評価指標上は音量が小さいインクジェット
第 5 章 SD 法による印象評価実験
31
48
47 r² = 0.32
46
45
44
43
42
41
40
39
38
-1.00
-0.50
0.00
0.50
㠀㏕ຊᅉᏊ
9
r² = 0.53
b
e
f
7
c
a
N
LAeq
g
b
8
g f
4
1.00
e
6
5
d
c
a
3
-1.00
d
-0.50
0.00
0.50
1.00
㠀㏕ຊᅉᏊ
図 5.2: 実験結果 1（物理的評価指標との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット）
方式のほうが迫力感が大きいという結果がより顕著に示された。
しかし、各印刷方式ごとに対応を見てみると音量の変化に応じて迫力因子も変化している。よっ
て、同じ印刷方式のみに着目すると迫力因子と LAeq やラウドネス N は良い対応関係を示した。こ
のことから同じ印刷方式に対するプリンタ動作音の印象は従来の物理的評価指標を用いて説明で
きることは確認できたが、印刷方式の異なるプリンタを同時に評価する場合、印刷方式ごとに音
量感以外の要素を物理的評価指標の算出に取り入れる必要があることが予想される。
ここで音の変動感を表す物理的評価指標である変動強度 F について着目し、迫力因子および金
属性因子との対応関係を調べた結果を図 5.5 に示す。図より、音量を変化させているにもかかわら
ず変動強度の値でレーザー方式とインクジェット方式が明確に区別できることが確認できた。すな
わち変動強度 F が印刷方式の違いに強く関係している可能性が示唆される結果となった。しかし、
現状では迫力因子と金属性因子が高い相関を示しているため、変動強度 F と対応する因子が迫力
因子であるか、または金属性因子であるかを判別することができなかった。追加実験で迫力因子
と金属性因子の相関を崩すことができれば、各因子と物理的評価指標との結びつきについて確認
することができると考えられる。
第 5 章 SD 法による印象評価実験
e+
e
0.00
-0.40
a
b
-0.80
-1.20
-1.50 -1.00 -0.50 0.00
c
cab0.50
0.00
-1.20
-1.50 -1.00 -0.50 0.00
1.00
cb-
0.50
1.00
1.60
d
ムc
0.40
f+ f d+
0.00
e+
e
-0.40
1.20
a bca-
g+ g
-0.80
0.50
d+
g
e+2
e
b d
a
ca-
0.00
-0.40
c
b-
-1.20
-1.50 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50
1.00
㠀⨾ⓗᅉᏊ
b
0.80
b-
㔠ᒓᛶᅉᏊ
1.20
r² = 0.62
a
c- d
c
a-
0.80
d+
e e+ f f+
-0.40
必会必
-0.80
g g+
Aム
-1.20
-1.50 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50
㔠ᒓᛶᅉᏊ
᫂░ᅉᏊ
1.20
f+
g+
f
2
合
0.40
-0.80
ムム
-1.20
-1.50 -1.00 -0.50 0.00
r² = 0.95
0.80
㏕ຊᅉᏊ
0.80
᫂░ᅉᏊ
c
a-
㠀⨾ⓗᅉᏊ
b
r² = 0.24
᫂░ᅉᏊ
b
-0.80
1.20
0.00
e+
e
a
d
-0.40
㠀⨾ⓗᅉᏊ
0.40
d+
g
f
0.40
r² = 0.78
O
d
f+
0.80
㏕ຊᅉᏊ
A
㔠ᒓᛶᅉᏊ
f
0.40
g+
1.20
ム処八
d+g
八
g
f+
1.60
r² = 0.71
h也
0.80
g+
AU
ム
1.20
32
0.40
0.00
-0.40
b
a
d
b-
。ム必
a-
cc-
d+
e e+ f f+
A
g g+
-0.80
-1.20
-2.00
r² = 0.55
ム
ム
-1.00
0.00
1.00
2.00
㏕ຊᅉᏊ
図 5.3: 実験結果 2（因子間相関 , ○：レーザー , △：インクジェット）
5.3
評価実験 3
前述の実験では迫力因子と金属性因子が高い相関を示した。しかし、どちらの因子がどの物理
的評価指標と結びつくのか判別することが困難であったため、実験 3 では因子と物理的評価指標
第 5 章 SD 法による印象評価実験
e+ g+
f+
b
g d+
a
r² = 0.41
47
LAeq
45
c
43
41
b-
e
39
37
9
c
a e g d+
bf
c-
7
f
6
5
a- c- d
4
-1.00
3
-2.00
35
-2.00
0.00
1.00
b e+ g+f+
r² = 0.18
8
N
49
33
2.00
a-1.00
㏕ຊᅉᏊ
d
0.00
1.00
2.00
㏕ຊᅉᏊ
図 5.4: 実験結果 2（物理的評価指標との関係 1 , ○：レーザー , △：インクジェット）
1.4
1.4
r² = 0.47
d
1.1
F
F
1.1
r² = 0.56
d+
g f g+f+
0.8
0.5
-2.00
a-
a e e+
cc
b-
b
-1.00
0.00
㏕ຊᅉᏊ
1.00
0.8
2.00
d
d+
g f g+f+
a- a
e e+
c
cb- b
0.5
-1.50 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50
㔠ᒓᛶᅉᏊ
図 5.5: 実験結果 2（物理的評価指標との関係 2 , ○：レーザー , △：インクジェット）
との結びつきを調査する。同時に、因子分析の際に各実験で得られる因子軸の解釈が逆になるこ
とがあり正確な理解の妨げになる可能性が考えられるため、3 つの実験結果を基に統一した因子軸
の算出を行う。
5.3.1
試験音（実験 3）
実験 1 で用いた試験音の音量を変化させた 7 種類を加えて合計 14 種類の試験音を用意した。具
体的にはレーザー機種を −5dB し、インクジェット機種を +5dB した。被験者は正常な聴力を有
する大学生 20 名である。
第 5 章 SD 法による印象評価実験
5.3.2
34
実験結果 3
SD 法ではデータの蓄積をすることができるため、3 つの実験によって得られた 35 個の試験音
（重複する試験音を含む）について一括して因子分析（主因子法、プロマックス回転）を行ったと
ころ、実験結果 3 と同様の因子を抽出した。また、迫力因子、金属性因子間に相関関係があるこ
とを確認した。
次に、回転方法をバリマックス回転に変更して因子分析を行い、抽出された因子の解釈と形容
詞群を表 5.3 に示す。ただし、次章で説明する理由により形容詞対「気になる⇔気にならない」へ
の回答を除いて分析を行った。しかし、形容詞対「気になる⇔気にならない」を除くことによっ
て抽出される因子数および解釈に違いがないことは確認済みである。個々の実験ごとでは逆の解
表 5.3: 抽出された因子と解釈
因子
1
2
3
4
形容詞
嫌い 不快な 汚い いらだたしい 不安定な 安っぽい
かたい とげとげしい 人工的な はっきりした 金属性のある
重い 鈍い 暗い
大きい 迫力のある やかましい
解釈
非美的
金属性
明瞭
迫力
釈となっていた因子に統一した解釈を与えることができた。以降の考察はこの因子分析の結果を
用いて進めていく。
初めに、各因子間の相関関係を図 5.6 に示す（データ数が多いため図中の試験音名の表示は割愛
する）。実験 1 や実験 2 のような迫力因子と金属性因子との間にあった強い相関関係は見られなく
なった。
次に各因子得点と物理的評価指標との対応関係を図 5.7 に示す。評価実験 1 や 2 で因子間の相関
が高く物理的評価指標との結びつきを判別することができなかった迫力因子と金属性因子につい
て主に着目すると、迫力因子は物理的評価指標の中では LAeq と対応し、金属性因子とは変動強度
F が対応していることが確認できる結果となった。
5.4
まとめ
本章では SD 法による印象評価実験を行った。実験結果から因子分析を行ったところ、4 つの因
子が抽出された。迫力因子と金属性因子の相関が強く、印象と強く対応することが予想された。そ
して、迫力因子には LAeq が対応し、金属性因子には変動強度 F が最もよく対応した。
第 5 章 SD 法による印象評価実験
35
次章では一対比較法で得られた尺度値（7 機種）と SD 法で得られた因子得点（重複を含む 35 機
種）を比較するために、新たな印象評価値を導入することについて検討する。また、35 種の試験
音に対する因子得点から印象評価値を重回帰し、異なる印刷方式を相互比較可能か検討する。そ
して、各因子に対応する物理的評価指標から同様の重回帰を行うことで、異なる印刷方式を相互
比較することが可能な物理的評価指標の設計を行う。
第 5 章 SD 法による印象評価実験
1.0
ム
ム
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0
-1.2
-1.0
。。
ム
~八 A ム
O Lðli~会ムム
。 ~
r² = 0.01
企
」
1.0
金
ム
句
会
ムム
0。
。。
。 。
。
αI9
。
。
o
。
A
QL
八
ム ①O
0.5
᫂░ᅉᏊ
㔠ᒓᛶᅉᏊ
0.4
1.5
r² = 0.14
0.8
0.6
36
A
-0.5
0.0
0.5
1.0
0.0
A
-0.5
色
合
-1.0
-1.5
1.5
-1.0
-0.5
r² = 0.47
。ム
ム午傘
᫂░ᅉᏊ
㏕ຊᅉᏊ
。
内
。
o
-0.5
-0.5
0.0
0.5
㠀⨾ⓗᅉᏊ
1.0
-1.5
-1.5
1.5
0.0
r² = 0.36
-0.5
0.0
㔠ᒓᛶᅉᏊ
0.5
1.0
ム
。仏会
ム
Ach
oOo~♂A
O
-1.0
-1.0
o
。
-0.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
A
-1.0
0.0
㔠ᒓᛶᅉᏊ
0.5
1.0
ム 。
ムム公会 ム0
ムIA
ム ~6 企 。
。々
。
。
ム0
。
r² = 0.01
㏕ຊᅉᏊ
。
0.5
㏕ຊᅉᏊ
-1.0
1.5
1.0
-1.5
-1.5
ム
ぎ
-1.0
1.5
-0.5
0.0
2
-1.5
-1.0
0.5
八
-1.0
1.0
r² = 0.40
O
-0.5
1.5
A
0.0
1.0
墾
A
o t
む
%oVo
o
o
も
1.5
1.5
0.5
0.5
㠀⨾ⓗᅉᏊ
㠀⨾ⓗᅉᏊ
1.0
0.0
-1.5
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
᫂░ᅉᏊ
図 5.6: 実験結果 3（因子間相関 , ○：レーザー , △：インクジェット）
1.0
1.5
第 5 章 SD 法による印象評価実験
53.0
r² = 0.32
50.0
49.0
45.0
45.0
LAeq
LAeq
55.0
37
40.0
41.0
37.0
35.0
30.0
-1.5
r² = 0.01
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
33.0
-1.5
1.5
-1.0
㏕ຊᅉᏊ
1.35
r² = 0.10
1.3
1.25
1.2
1.15
1.1
1.05
1.0
0.95
0.9
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
-1.0
-0.5
0.0
0.5
㏕ຊᅉᏊ
0.5
1.0
1.0
1.5
0.5
1.0
r² = 0.57
0.85
0.8
0.5
-1.5
0.0
㔠ᒓᛶᅉᏊ
F
F
1.4
-0.5
0.45
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
㔠ᒓᛶᅉᏊ
図 5.7: 実験結果 3（物理的評価指標との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット）
38
第 6 章 異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
先行研究 [4][5] では MFP 動作音（レーザー方式）の印象と桑野らの提唱する Comfort Index
(CI)[20] との対応が良いことが明らかになっている。第 4 章の一対比較法による印象評価実験で
はインクジェット方式よりレーザー方式の動作音の方が相対的に良い印象に捉えられていることが
分かった。しかし従来の物理的評価指標 CI ではレーザー方式よりインクジェット方式の印象が良
いと予測してしまうため、異なる印刷方式を相互に評価することができなかった。第 5 章では SD
法による印象評価実験を行い、35 種の試験音に対する評価結果から因子分析を行い、4 つの因子
を抽出した。物理的評価指標との対応関係を調査したところ、迫力因子には LAeq が対応し、金属
性因子には変動強度 F が最もよく対応した。
本章では迫力因子と金属性因子に関して一対比較法で得られる尺度値との対応関係を調査する。
また、すべての試験音に対する尺度値の算出が困難なため、尺度値の代わりとなる印象評価値を
導入し、各因子得点との対応関係を調査する。そして、各因子得点の重回帰分析を足掛かりに異
なる印刷方式を同時に評価可能な物理的評価指標について検討する。
6.1
尺度値と迫力因子および金属性因子との関係
前章の実験 1 と実験 2 において、お互いに高い相関を示した迫力因子と金属性因子について、物
理的評価指標との対応関係を調査してきた。しかし、これらの因子が一対比較法で得られる尺度
値とどのような対応関係を示すかは調査していなかった。本研究では動作音の印象として一対比
較法から算出される尺度値を重要視している。そのため最終的には尺度値との対応関係を調査す
る必要がある。尺度値は第 4 章で用いた 7 機種についてのみ算出されている。上述の 7 機種は前
章の実験 1 , 2 , 3 のすべてにおいて重複して印象評価がなされているため、重複した 21 種（7 機
種× 3 回の実験）の試験音に関する因子得点と尺度値との対応関係を仮に調査する。
図 6.1 に各因子と尺度値との対応関係を示す。尺度値とは迫力因子と金属性因子が 1 番目と 2 番
目に対応関係が良いことを確認した。しかし、同じ試験音（尺度値）でありながら、各実験の因
第6章
異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
1.5
39
1.5
r² = 0.45
r² = 0.28
1.0
yardstick value
yardstick value
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.5
-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2
㠀⨾ⓗᅉᏊ
0.4
-0.5
-1.5
-1.5
0.6
-0.5 0.0
0.5
㔠ᒓᛶᅉᏊ
1.0
r² = 0.62
1.0
yardstick value
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-1.5
-1.0
1.5
r² = 0.41
1.0
yardstick value
0.0
-1.0
-1.0
1.5
0.5
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.0
-0.5 0.0
᫂░ᅉᏊ
0.5
1.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
㏕ຊᅉᏊ
1.0
図 6.1: 各因子と尺度値との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット
子得点に差異が認められる試験音がいくつか確認された。実験ごとの差異も考慮の上で尺度値と
は迫力因子と金属性因子が対応すると判断した。
6.2
新たな印象評価値の検討および因子得点との関係
本来は第 5 章の実験 2 , 3 において音量を変化させた 14 種（7 機種× 2 回の実験）も含めた 35
種の試験音に対して対応関係を調査するのが当然のことである。しかし前節で述べた通り、SD 法
で用いたすべての試験音に対しては尺度値が算出できていないため、仮に 21 種の試験音との対応
関係を調査した。本節では新たな印象評価値を導入し各因子得点との対応関係を調査する。
SD 法では 35 種の試験音に対する因子得点が存在するが、一対比較法では 7 個の試験音に対す
る尺度値しか算出されておらず、35 種の試験音の因子得点と直接対応関係を調べることは事実上
第6章
異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
40
困難なため、尺度値の代わりとなる因子以外の印象評価値を SD 法の 35 種の試験音に対して設定
する必要がある。
ここで着目したのは 2 つの印象評価実験において共通して使用されている質問項目である。一
対比較法では質問項目「気になる⇔気にならない」について印象の評価を行った。また、SD 法の
中にも同様の「気になる⇔気にならない」の質問項目がある。この質問項目の回答（1∼5）につ
いて平均得点を算出し、印象評価値 Y として導入する。
SD 法による印象評価実験 1 , 2 , 3 にはそれぞれ一対比較法で用いた 7 種の試験音が重複して含
まれており、実験 1 , 2 , 3 のそれぞれ 7 種の試験音（a∼g）に対する印象評価値 Y を算出し、こ
こでは実験 3 回分の平均値を算出した。図 6.2 に 3 回の実験（SD 法）に対する印象評価値 Y の平
均値と尺度値との関係を示す。機種 c が 1 つだけ外れているが、印象評価値 Y と尺度値は高い相
1.5
a
r² = 0.80
yardstick value
1
0.5
d
c
e
0
-0.5
b
f
g
-1
-1.5
1.5
2
2.5
3
3.5
4
༳㇟ホ౯್ Y
図 6.2: 印象評価値 Y と尺度値との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット
関関係があることが確認できた。
6.3
各因子得点と印象評価値 Y との関係
印象評価値 Y を 35 種の試験音に対して算出した。図 6.3 に印象評価値 Y と各因子得点との対
応関係を示す。図より迫力因子と金属性因子の順で印象評価値 Y との対応が良いことが確認でき
る。よって、この 2 つの因子がプリンタ動作音の印象に関係していることが予想される。
第6章
異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
。
4.5
4.5
r² = 0.52
4.0
3.5
༳㇟ホ౯್ Y
༳㇟ホ౯್ Y
4.0
3.0
2.5
2.0
f
j
1.5
1.0
-1.0
-0.5
41
0.0
0.5
1.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.0
-1.5
1.5
4.5
r² = 0.19
-0.5
0.0
0.5
1.0
4.0
3.5
3.5
༳㇟ホ౯್ Y
4.0
3.0
2.5
2.0
f
j
。
。
r² = 0.71
炉
山
༳㇟ホ౯್ Y
-1.0
㔠ᒓᛶᅉᏊ
4.5
1.0
-1.5 -1.0 -0.5 0.0
r² = 0.64
1.5
㠀⨾ⓗᅉᏊ
1.5
。
。
。
3.0
2.5
2.0
1.5
0.5
1.0
1.5
1.0
-1.5 -1.0 -0.5 0.0
᫂░ᅉᏊ
0.5
1.0
1.5
㏕ຊᅉᏊ
図 6.3: 印象評価値 Y と各因子得点との関係
, ○：レーザー , △：インクジェット
6.4
重回帰分析による印象予測値 ye1 ,ye2 と印象評価値 Y との関係
図 6.3 において印象評価値 Y と良い対応を示した迫力因子, 金属性因子は前章の図 5.6 において
相関がないことを確認している。ここでは、迫力因子と金属性因子の因子得点（それぞれ x1 ,x2 と
記す）を用いて印象評価値 Y について重回帰分析を行う。重回帰分析の結果、式（6.1）で回帰さ
れる Y の予測値（以降、ye1 と記す）が得られた。
ye1 = 0.64x1 + 0.73x2 − 2.73
(6.1)
次に予測値 ye1 と印象評価値 Y との対応を図 6.4 に示す。印象予測値 ye1 は印象評価値 Y と高い相
第6章
異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
唱
。
。
ぴ
4.5
4
r2=0.84
領
以
ム
3.5
༳㇟ホ౯್ Y
42
3
2.5
2
1.5
1
-4.5
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
㹼
y1= 0.73x1 㸩0.64x2 2.73
図 6.4: 印象予測値 ye1 と印象評価値 Y との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット
関関係を示した。印象評価値 Y に対しては迫力因子と金属性因子の回帰で十分に高い相関を得ら
れることを確認した。
次に、前章において迫力因子、金属性因子と対応することが確認された LAeq と変動強度 F を用
いて印象評価値 Y について重回帰分析を行う。図 6.5 より、LAeq と変動強度 F は無相関である。
1.40
公A
1.30
1.20
F
1.10
r² = 0.19
ム必
必必
ム
1.00
0.90
なるも。
0.80
0.70
0.60
0.50
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
LAeq
図 6.5: LAeq と変動強度 F の対応関係
55.00
第6章
異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
43
重回帰分析の結果、式（6.2）で回帰される Y の予測値（以降、ye2 と記す）が得られた。
ye2 = 0.12LAeq + 3.00F − 10.68
(6.2)
図 6.6 には予測値 ye2 と印象評価値 Y との対応関係を示す。予測値 ye1 ほどの高い相関は得られな
3
2.5
2
r2=0.64
1.5
1
-4.5
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
ム A
r
A
༳㇟ホ౯್ Y
3.5
コ誕八百ム
4
Wも局、
OOOA
4.5
-1.5
-1
㹼
y2= 0.12LAeq 㸩3.00F10.68
図 6.6: 重回帰因子と印象評価値 Y との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット
かったが予測値 ye2 についても印象評価値 Y と比較的高い相関を示した。回帰式の係数に着目する
と、変動強度 F が異なる印刷方式のプリンタ動作音の印象に強く影響していることが分かる。
6.5
印象予測値 ye2 と尺度値との関係
本研究においては最終的な印象として一対比較法から算出される尺度値を重要視している。従っ
て、第 4 章おける従来の部地理的評価指標 CI から予測値 ye2 がどれほど印象予測に適した物理的
評価指標と言えるのかを尺度値との対応関係から確認すべきである。そこで、一対比較法で用い
た 7 種の試験音に対して改めて式（6.2）を用いて予測値 ye2 を算出し、尺度値との対応関係を調査
したところ、図 6.7 のような対応関係が得られた。比較対象として従来の物理的評価指標 CI と尺
度値の関係を左側に示した。図を見ると従来の物理的評価指標ではレーザー方式の方が印象が良
いにもかかわらず指標値上は印象が良くない方に予測されてしまったが、予測値 ye2 ではこの矛盾
をある程度解決できているように見える。しかし、機種 a や d については印象の予測にまだズレ
があることが確認できる。このような印象評価のズレは以下に示すことが理由として考えられる。
第6章
異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
r² = 0.04
f
A
-0.5
g
-1
-1.5
0.5
0.0
-0.5
r² = 0.36
A心
e
A
0
b
c
︿
﹄
d
a
b
c
e
1.0
AAA
0.5
1.5
a
yardstick value
1
A
yardstick value
1.5
44
d
f
-1.0
g
-1.5
5
5.2 5.4 5.6 5.8
6
6.2
CI[S]
-4
-3
㹼
-2
-1
y2
図 6.7: 重回帰因子と印象評価値 Y との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット
• 他の因子（美的因子および明瞭因子）の影響
• 迫力因子および金属性因子と対応するより適切な物理的評価指標の存在
美的因子については抽出された形容詞が物理的評価指標と結びつき難いと判断して本研究では着
目しなかった。また、明瞭因子は印象評価値 Y との対応関係があまり良くないため検討しなかっ
た。これらの因子が印象に及ぼす影響を調査することは現時点では難しく、本研究では取り上げ
ていない。次章では 2 つ目に挙げた、迫力因子や金属性因子とより良い対応を示す物理的評価指
標を検討することにする。
6.6
まとめ
本章では因子得点と尺度値との対応関係を比べるための手段として新たに質問項目への回答の
平均得点（印象評価値 Y ）を導入した。迫力因子と金属性因子が 4 つの因子の中では印象評価値
Y との比較的高い対応を示した。対応が高かった迫力因子と金属性因子を用いて印象評価値 Y を
重回帰することで得た予測値 ye1 は、印象評価値 Y と高い相関を示した。次に各因子と対応する物
理的評価指標である LAeq と変動強度 F を用いて、同様に印象評価値 Y を重回帰して得られた予
測値 ye2 は予測値 ye1 ほどではないが高い相関を示した。予測値 ye2 と尺度値との対応関係は従来の
物理的評価指標 CI より向上することを確認した。
次章では迫力因子と金属性因子についてより良い対応関係を示す物理的評価指標を検討し、異
なる印刷方式のプリンタ動作音に対する物理的評価指標を同様の重回帰分析を用いて検討するこ
第6章
異なる印刷方式に対応する評価指標の探索
とにする。
45
46
第 7 章 時間率値を用いた物理的評価指標の検討
第 6 章において新たに導入した印象評価値 Y について考察した。迫力因子, 金属性因子と対応す
る物理的評価指標である LAeq , 変動強度 F から印象評価値 Y を重回帰して得た予測値 ye2 は印象
評価値 Y と比較的良い対応関係を示した。しかし、本来の尺度値について予測値 ye2 を用いて対応
関係を調査したところ印象の予測にズレが生じている機種があることが確認された。本章では迫
力因子と金属性因子と対応するより最適な物理的評価指標を調査し、前章と同様に重回帰分析を
用いてより完成度の高い印象予測値の設計について考察していく。具体的には背景で紹介した類
似研究 [6] 及び先行研究 [21] で検討していた時間率およびダイナミックラウドネスレベルを用いた
設計を試みる。
7.1
時間率について
道路交通騒音や工場騒音などの変動騒音の評価にはしばしば時間率騒音レベルという評価量が
用いられる。時間率騒音レベルの考え方は、騒音レベル（LA ）があるレベル以上の時間が実測時
間の N %を占める場合、そのレベルを N パーセント時間率騒音レベル（LAN ）という。高田ら [6]
は 5%時間率を考慮した物理的評価指標 LA5 によるプリンタ動作音の評価を試み、良い対応を示
した。我々の研究グループでも高田らと同様、時間率を考慮した物理的評価指標は先行研究にお
いて MFP 動作音に対して良い対応を示すことを確認している [21]。本研究においても時間率を考
慮した物理的評価指標が印象評価値 Y （もしくは尺度値）とより良い対応を示すのではないかと
予想し、時間率を考慮した物理的評価指標から前章と同様に重回帰分析を用いた予測値の設計を
試みる。
7.2
時間率値の算出方法
ここでは時間率値の算出方法について説明する。第 2 章で説明した解析ソフトウェア PSYSOUND3
は各音の物理的評価指標を短時間ごとに算出している。時間率はあるレベルが測定時間の何%を
第7章
時間率値を用いた物理的評価指標の検討
47
占めるかで表されるため、算出には短時間ごとの指標値データが必要となる。PSYSOUND3 では
短時間ごとの指標データを CSV 形式のファイルに書き出す機能が実装されている。書き出された
データから累積度数を算出し、求めたい時間率（%）を計算することで物理的評価指標の時間率
値を算出している。
7.3
時間率を考慮した物理的評価指標と印象評価値 Y との対応関係
前章では迫力因子, 金属性因子に対応する物理的評価指標としてそれぞれ LAeq , 変動強度 F を挙
げた。これらから印象評価値 Y を重回帰して得た予測値 ye2 について、印象評価値 Y との対応関
係を調べた。本節では LAeq や変動強度 F に代わる、印象評価値 Y とより良い対応関係を示す物
理的評価指標があると考え、類似研究及び先行研究で検討していた時間率およびダイナミックラ
ウドネスレベルなどの物理的評価指標について着目した。図 7.1 に新たに着目した物理的評価指
標と印象評価値 Y との対応関係を示す。迫力因子に対しては LAeq の代わりに、先行研究におい
て背景雑音が存在する場合のマスキング効果を考慮した物理的評価指標として有用性を確認した
ダイナミックラウドネスレベル LND について着目した。そして LND について 5% , 10% , 15% ,
50% , 95%時間率を算出したところ、15%時間率 LND （以降、LND15 と記す）が LAeq よりも印
象評価値 Y と対応することが確認できた。また、類似研究で用いられている LA5 についても比較
したところ、LND15 の方が決定係数は上であった。次に、金属性因子に対しては変動強度 F が良
い対応関係を示したため、時間率値を考慮することでさらに良い対応関係を示すのではないかと
考えた。PSYSOUND3 では変動強度 F についても短時間ごとに書き出すことができたため、変動
強度 F について同様の時間率算出方法を適応したところ、95%時間率値が印象評価値 Y と良い対
応を示した。LND15 はマスキング効果を考慮した音量感を表す指標であり、変動する音量の突出
した付近を評価することができると考えられる。また、F95 は変動強度の最小値付近を評価するこ
とができると考えられる。時間率値を考慮した LND15 や F95 は平均値を使用している LAeq や F
より印象評価に適した物理的評価指標である可能性が示された。
7.4
時間率を考慮した物理的評価指標を用いた重回帰分析
15%時間率ダイナミックラウドネスレベル LND15 と 95%時間率変動強度 F95 から前章と同様に
印象評価値 Y についての重回帰を行い、得られた予測値 ye3 と印象評価値 Y との対応関係を調査
時間率値を用いた物理的評価指標の検討
53.0
ム
༳㇟ホ౯್ Y
r² = 0.08
r² = 0.09
ー-
.
.ム‘
'
6
ム八八
・
.
・
.
6'
1
1
.
ム
ム・'
43.0
•
>=<
ム
・
.
&
ムム
38.0
-"
:
'
;
.
・
55.0
•
48.0
48
༳㇟ホ౯್ Y
第7章
・
・
50.0
~
45.0
M
ム〈ムぬ
>=<
6 ムム
ム
・
・ .
ム
ム~ .
.•
ム
40.0
ム
ム
33.0
35.0
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
1
1.5
2
2.5
LAeq [dB]
3
3.5
4
4.5
LA5 [dB]
73.0
•.
・
71.0
6
69.0
ム
༳㇟ホ౯್ Y
67.0
.
.
i•
'
.・.
八
「
へ・
ム
ム
ハ
65.0
ム凸ムケ八
63.0
r² = 0.13
~~6
61.0
ム会
59.0
..
ム
57.0
ム
55.0
53.0
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
LND15 [sone]
0.7
1.4
1.3
工
与
会
0.6
A
1.1
0.55
ども会 66~ムA
1.0
ム
ム6
. 畠ム
.
・
0.9
0.8
0.7
.
，
•
0.6
ム
ム
ム
ム
ム
ム ム
ム ム
会
会込
0.65
༳㇟ホ౯್ Y
༳㇟ホ౯್ Y
1.2
r² = 0.31
0.5
0.45
.ム
，
・
.
ム
a
F
'
a
.
.
.
・
0.4
0.35
畠
0.3
•
r² = 0.49
0.25
0.2
0.5
1
1.5
2
2.5
3
F [vacil]
3.5
4
4.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
F95 [vacil]
図 7.1: 新たな物理的評価指標と印象評価値 Y との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット
第7章
時間率値を用いた物理的評価指標の検討
49
した。ここで、図 7.2 から、これら 2 つの指標が無相関であることを確認した。式（7.1）には重
0.7
r² = 0.02
F95 [vacil]
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 75.00
LND15 [sone]
図 7.2: LND15 と F95 の対応関係
回帰分析の結果から得られた係数を基に回帰した予測値 ye3 の回帰式を示す。図 7.3 に予測値 ye3 と
印象評価値 Y との対応関係を示す。
ye3 = 0.01LND15 + 5.30F95 − 11.07
(7.1)
予測値 ye3 は印象評価値 Y と高い相関を示すことが確認できた。ye3 は第 6 章で算出した予測値 ye2
よりわずかだが決定係数が上昇した。また重回帰式における F95 の係数に着目すると、F95 の影響
がかなり大きいことが読み取れる。
7.5
印象予測値 ye3 と尺度値との関係
予測値 ye3 についても本研究で最終的な印象として位置づけている尺度値との対応関係を調査す
る。第 6 章と同様に、尺度値は一対比較法で用いた 7 機種しか算出できていないため、この 7 機種
との対応関係を調査する。図 7.4 には印象予測値 ye3 と尺度値との対応関係を示す。これまでとの
比較のため CI および予測値 ye2 と尺度値との対応関係も示した。図より印象の予測にズレのあっ
た機種 a,d の対応関係が向上し、異なる印刷方式の統一的な評価指標としての有用性が示唆され
た。また、第 6 章の図 6.2 において、対応が外れていた機種 c についても予測値 ye2 および ye3 を用
いることで差が縮小する傾向が確認できた。本研究の一対比較法で用いた 7 機種の印象に対して
第7章
時間率値を用いた物理的評価指標の検討
50
4.5
r2=0.71
༳㇟ホ౯್ Y
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
-4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1
㹼
y3= 0.10LND15 㸩5.30F9511.07
図 7.3: ダイナミックラウドネスレベルと印象評価値 Y との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット
は、時間率を考慮した物理的評価指標を用いて重回帰分析を行うことで異なる印刷方式において
も相互比較が十分可能であることが確認できた。
7.6
まとめ
本章では類似研究や先行研究で検討されている物理的評価指標を用いて印刷方式の異なるプリ
ンタ動作音の印象をより正確に評価できるのではないかと考え、検討を加えた。まずは変動騒音
の評価などで用いられる時間率値考慮した。時間率は類似研究においてプリンタ動作音と良い対
応を示すことが確認されている。まず、マスキング効果を考慮したダイナミックラウドネスレベ
ルに着目し、さらに時間率を算出した。次に、変動強度 F についても時間率を算出し、これら 2
つの物理的評価指標 LND15 ,F95 を用いて重回帰分析した印象予測値 ye3 は尺度値と高い相関を示し
た。異なる印刷方式を相互比較する場合の印象を統一的に説明する物理的評価指標として ye3 が有
用である可能性が示唆された。しかし、今回は一対比較法から得られる尺度値のサンプルが少な
いため、今後追加実験を行い ye3 の有用性を確認していく必要がある。
また、物理的評価指標をプリンタ動作音の出力原因（共通因子）と考え、指標値から因子分析
を行い、同様の重回帰分析を行うことでより直接的に印象評価値 Y の推定が可能ではないかとも
考えられる。
時間率値を用いた物理的評価指標の検討
1.5
ι~
-0.5
yardstick value
00
f
g
-1
A
-1.5
a
b
1.0
0.5
。
r² = 0.36
c
0.0
e
-0.5
A Aム
0
b
c
d
D
" e
0.5
1.5
Oa
r² = 0.04
1
51
八心
yardstick value
d
f
-1.0
g
-1.5
5
5.2 5.4 5.6 5.8
6
6.2
CI[S]
1.5
yardstick value
第7章
1
0.5
0
-0.5
a
-4
。
b
c
-2
-1
㹼
y2
r² = 0.80
Ad
e 心ムf
-1
-1.5
-4
-3
g
A
-3
-2
-1
㹼
y3
図 7.4: 印象予測値 ye3 と尺度値との関係 , ○：レーザー , △：インクジェット
52
第 8 章 結び
本研究では異なる印刷方式が性能面及びコスト面で競合する小型プリンタの分野でレーザー, イ
ンクジェットの両方の印刷方式の動作音を同時評価する場合、どのような印象が得られるのか調査
するとともに、相互に比較可能な物理的評価指標を見出すことを目的とした。
そこで、本論文では一般に市販されているレーザー, インクジェット方式のプリンタ動作音 7 機
種を基に、以下に示す試験音の組み合わせの印象評価試験を行い、その結果と物理的評価指標と
の対応関係を調査した。
• インクジェット 4 機種 + レーザー 3 機種（実験 1）
• 上記 7 機種 + インクジェット (+5dB) 4 機種 + レーザー (−5dB) 3 機種（実験 2）
• 上記 7 機種 + インクジェット (−5dB) 4 機種 + レーザー (+5dB) 3 機種（実験 3）
第 2 章では、本論文で「物理的評価指標」と呼んでいる等価騒音レベル（LAeq ）、N %時間率騒音
レベル（LAN ）、ラウドネス（Loudness:N ）、ダイナミックラウドネス（Dynamic Loudness:ND ）、
ラウドネスレベル（Loudness Level:LN ）、シャープネス（Sharpness:S ）、ダイナミックシャープ
ネス（Dynamic Sharpness:SD ）、変動強度（Fluctuation Strength:F ）、Comfort Index（CI ）お
よびそれらの指標の算出法について説明した。
第 3 章では、一対比較法や SD 法を用いた印象評価実験の実験方法および手順について説明し
た。この実験方法を用いることで、評価実験の際に実機を持ち込む必要がなくなり、設計・試作段
階の MFP であっても評価実験を効率的に行うことが可能である。
第 4 章では、実験 1 の試験音について一対比較法による印象評価実験を行った. 結果、レーザー
方式が相対的に良い印象であることが分かった。従来の物理的評価指標（LAeq ,CI など）は同じ
印刷方式を比較した場合の印象に対しては十分に印象を説明できた。しかし、異なる印刷方式を
相互比較した場合の印象を捉えることができなかった。印刷方式の違いが主観評価（尺度値）と
客観評価（物理的評価指標）の間に何らかの違いを生んでいるのではないかと考えられる結果に
なった。
第8章
結び
53
第 5 章では、実験 1,2,3 について SD 法による印象評価実験を行った。3 つの実験結果を統一し
て因子分析を行ったところ、4 つの因子を抽出した。因子間の相関を調査したところ、迫力因子と
金属性因子の相関が強いことが確認された。迫力因子とは LAeq が対応し、金属性因子とは変動強
度 F がそれぞれ対応した。
第 6 章では、SD 法で用いた質問項目への回答の平均得点（印象評価値 Y ）が尺度値を代用する
ことが可能であることを確認した。迫力因子と金属性因子が 4 つの因子の中では印象評価値 Y と
の対応関係が高かった。迫力因子と金属性因子を用いて印象評価値 Y を重回帰して得られた予測
値 ye1 は印象評価値 Y と高い相関を示した。次に迫力因子と金属性因子に対応する物理的評価指標
である LAeq と変動強度 F を用いて、印象評価値 Y の重回帰から得られた予測値 ye2 は比較的高い
相関を示した。得られた予測値 ye2 と尺度値との対応関係は従来の物理的評価指標 CI より向上す
ることを確認した。
第 7 章では、類似研究や先行研究で検討してきた時間率値およびマスキング効果を考慮すること
で印刷方式の異なるプリンタ動作音の印象をより正確に評価できるか検討した。変動騒音の評価
などで用いられる時間率は、類似研究においてプリンタ動作音と良い対応を示すことが確認され
ている。また、マスキング効果を考慮したダイナミックラウドネスレベルについても先行研究にお
いて有用性が確認されている。このダイナミックラウドネスレベルについて 15%時間率（LND15 ）
を算出した。同様に変動強度 F については 95%時間率（F95 ）を算出し、これら 2 つの物理的評価
指標から印象評価値 Y を重回帰して得られた予測値 ye3 は尺度値ととても高い相関を示した。異な
る印刷方式を相互評価する場合の統一的な物理的評価指標として予測値 ye3 が有用である可能性が
示唆された。
今後の課題として
• 尺度値を算出していない試験音に対する一対比較法の実施
• 時間率重回帰指標の有用性の確認
• より適した物理的評価指標の探索
• SD 法による印象評価実験データを用いて更なる分析の実施
• 物理的評価指標を用いた因子分析の実施
などが挙げられる。
54
謝辞
本研究の遂行及び本論文作成に際し、終始多大なる御指導並びに御助言を賜った竹尾隆教授、野
呂雄一准教授、一対比較法についての御助言と御協力を賜った井須尚紀教授、ならびに無響室の
使用に当たりご協力いただいた寺島貴根准教授に心より感謝の意を表します。また、本研究のた
めに御協力下さった山本好弘技官並びに院生、学部生諸氏に深く御礼申し上げます。
55
参考文献
[1] 今泉,“MFP 動作音の音源分離と合成音を用いた音質評価” 三重大学修士論文,2008.
[2] 高濱,“MFP 動作音の構成要素が音質評価に与える影響” 三重大学修士論文,2009.
[3] 津田,“MFP 動作音の印象と音質評価パラメータの関係” 三重大学修士論文,2010.
[4] 高松,“実環境下における MFP 動作音の印象評価に関する研究” 三重大学修士論文,2011.
[5] 桜川,“騒音下における MFP 動作音の印象評価に関する研究” 三重大学修士論文,2012.
[6] 高田他,“オフィス機器稼働音の衝撃性評価指標の検討” 日本騒音制御工学研究発表会講演論文
集,1-2-6,2010 9 月
[7] 山口,“MFP 動作音の静音化・快音化技術” 東芝レビュー Vol.68 No.6,2013.
[8] エプソンホームページ, 製品情報・機能比較
http://www.epson.jp/products/printer/biz/lineup/index.htm
[9] 桑野,“音質デザインの方向性”, 日本音響学会誌 64 巻 9 号,pp.551-555,2008.
[10] 久野, 野呂,“―音を診る― 騒音の計測と評価 dB と LAeq ”, 技報堂出版,2006.
[11] 小野測器技術レポート,“音質評価とは”, 小野測器 Web ページ
http://is1.onosokki.co.jp/HP-WK/c support/newreport/soundquality/index.htm
[12] 音の何でもコーナー,“Q and A(Q.149)”, 社団法人 日本音響学会ホームページ
http://www.asj.gr.jp/qanda/index.html
[13] Chalupper, J. & Fastl, H.,“Dynamic loudnessmodel DLM for normal and hearingimpairedlisteners”,Acta Acustica, vol.88, pp.378-386,2002.
[14] 章忠,“人にやさしい家電製品や自動車などの音響デザインに関する研究”, 財団法人 日比科学
技術振興財団平成 17 年度研究報告書,2005.
[15] http://psysound.wikidot.com/
第8章
結び
56
[16] 福田,“人間工学ガイド―感性を科学する方法―”, サイエンティスト社,2004.
[17] 森他,“心理学のためのデータ解析テクニカルブック”, 北大路書房,1993.
[18] http://www.spss.co.jp/
[19] 高松他,“バイノーラル録音用簡易ダミーヘッドの作成”, 電気関係学会東海支部連合大会講演
論文集,O-173,2009.
[20] 桑野他,“コピー機の音の印象評価–音質評価指標の検討–”, 日本音響学会 (春),3-3-1,2010.
[21] 須賀他,“騒音下における MFP 動作音の印象予測”, 日本音響学会 (秋),3-7-11,2012.